Co to są systemy przesyłowe?

Co to są systemy przesyłowe?

Definicja systemów przesyłowych

Systemy przesyłowe transportują energię elektryczną ze stacji generujących do ośrodków obciążenia, gdzie jest ona zużywana.

 Systemy przesyłowe elektroenergii to środki transportu mocy z źródła generującego do różnych ośrodków obciążenia (tj. miejsc, w których energia jest wykorzystywana). Stacje generujące produkują energię elektryczną. Te stacje generujące nie muszą być położone tam, gdzie większość mocy jest zużywana (tj. w ośrodku obciążenia).

 Odległość nie jest jedynym czynnikiem decydującym o lokalizacji stacji generującej. Często stacje generujące są daleko od miejsc, gdzie energia jest używana. Tereny oddalone od obszarów o wysokiej gęstości zaludnienia są tańsze, a lepiej jest utrzymać hałaśliwe lub zanieczyszczające stacje z dala od rejonów mieszkalnych. Dlatego systemy przesyłowe są niezbędne.

 Systemy zaopatrzenia elektrycznego dostarczają energię z źródeł generowania, takich jak elektrownia cieplna, do konsumentów. Systemy przesyłowe, które obejmują krótkie linie przesyłowe, średnie linie przesyłowe i długie linie przesyłowe, przenoszą system dystrybucji energii. Te systemy następnie zapewniają energię elektryczną do domów i firm.

 Przesył prądu przemiennego vs. stałego

Podstawowo istnieją dwa systemy, którymi można przesyłać energię elektryczną:

• Wysokonapięciowy system przesyłowy prądu stałego.

• Wysokonapięciowy system przesyłowy prądu przemiennego.

Zalety systemów przesyłowych prądu stałego

 Do systemu przesyłowego prądu stałego potrzebne są tylko dwa przewodniki. Jest nawet możliwe użycie tylko jednego przewodnika w systemie przesyłowym prądu stałego, jeśli ziemia służy jako droga powrotna systemu.

Naprężeń izolacyjnych w systemie przesyłowym prądu stałego wynosi około 70% napięcia równoważnego systemu przesyłowego prądu przemiennego. Dlatego systemy przesyłowe prądu stałego mają niższe koszty izolacji.

Indukcyjność, pojemność, przesunięcie fazowe i problemy z impulsami mogą być wyeliminowane w systemie DC.

 Wady systemów przesyłowych prądu przemiennego

• Objętość przewodników wymaganych w systemach AC jest znacznie większa w porównaniu do systemów DC.

• Reaktancja linii wpływa na regulację napięcia systemu przesyłowego energii elektrycznej.

• Problemy związane z efektem skórzanym i efektem bliskości występują tylko w systemach AC.

• Systemy przesyłowe prądu przemiennego są bardziej podatne na rozładowanie koronowe niż systemy przesyłowe prądu stałego.

• Budowa sieci przesyłowej prądu przemiennego jest bardziej skomplikowana niż systemów prądu stałego.

• Wymagane jest właściwe synchronizowanie przed połączeniem dwóch lub więcej linii przesyłowych, synchronizacja może być całkowicie pominięta w systemie przesyłowym prądu stałego.

Zalety systemów przesyłowych prądu przemiennego

• Napięcia przemienne można łatwo podnosić i obniżać, co nie jest możliwe w systemie przesyłowym prądu stałego.

• Konserwacja podstacji AC jest łatwiejsza i ekonomiczniejsza w porównaniu do DC.

• Przekształcanie mocy w podstacji elektrycznej AC jest dużo łatwiejsze niż zestawy silnik-generator w systemie DC.

Wady systemów przesyłowych prądu przemiennego

• Objętość przewodników wymaganych w systemach AC jest znacznie większa w porównaniu do systemów DC.

• Reaktancja linii wpływa na regulację napięcia systemu przesyłowego energii elektrycznej.

• Problemy związane z efektem skórzanym i efektem bliskości występują tylko w systemach AC.

• Systemy przesyłowe prądu przemiennego są bardziej podatne na rozładowanie koronowe niż systemy przesyłowe prądu stałego.

• Budowa sieci przesyłowej prądu przemiennego jest bardziej skomplikowana niż systemów prądu stałego.

• Wymagane jest właściwe synchronizowanie przed połączeniem dwóch lub więcej linii przesyłowych, synchronizacja może być całkowicie pominięta w systemie przesyłowym prądu stałego.

Budowa stacji generującej

Podczas planowania budowy stacji generującej należy wziąć pod uwagę następujące czynniki, aby zapewnić ekonomiczną produkcję energii elektrycznej.

• Łatwy dostęp do wody dla elektrowni cieplnej.

• Łatwy dostęp do terenu na budowę elektrowni, w tym osiedla dla personelu.

• Dla elektrowni wodnej musi być zapora na rzece. Zatem odpowiednie miejsce na rzece powinno być wybrane w taki sposób, aby konstrukcję zapory można było przeprowadzić w najbardziej optymalny sposób.

• Dla elektrowni cieplnej łatwy dostęp do paliwa jest jednym z najważniejszych czynników do rozważenia.

• Lepsza komunikacja dla towarów oraz pracowników elektrowni również powinna być brana pod uwagę.

• Aby transportować bardzo duże części zapasowe turbin, alternatorów itp., powinny istnieć szerokie drogi, komunikacja kolejowa, a głęboka i szeroka rzeka powinna biec w pobliżu elektrowni.

• Dla elektrowni jądrowej, musi ona być położona w takiej odległości od typowych miejsc zamieszkania, aby nie miało to wpływu na zdrowie ludności.

Istnieje wiele innych czynników, które powinniśmy wziąć pod uwagę, ale są one poza zakresem naszej dyskusji. Wszystkie powyższe czynniki są trudne do uzyskania w ośrodkach obciążenia. Stacja energetyczna lub stacja generująca musi być położona w miejscu, gdzie wszystkie udogodnienia są łatwo dostępne. To miejsce nie musi być w ośrodkach obciążenia. Energia wygenerowana w stacji generującej jest następnie przesyłana do ośrodka obciążenia za pomocą systemu przesyłowego energii elektrycznej, jak wcześniej powiedzieliśmy.

Energia wygenerowana w stacji generującej jest na niskim poziomie napięcia, ponieważ generacja energii niskiego napięcia ma pewną wartość ekonomiczną. Generacja energii niskiego napięcia jest ekonomiczniejsza (tj. tańsza) niż generacja energii wysokiego napięcia. Na niskim poziomie napięcia zarówno waga, jak i izolacja alternatora są mniejsze, co bezpośrednio zmniejsza koszt i rozmiar alternatora. Jednak ta energia niskiego napięcia nie może być bezpośrednio przesyłana do końcowych użytkowników, ponieważ przesył energii niskiego napięcia nie jest w ogóle ekonomiczny. Choć generacja energii niskiego napięcia jest ekonomiczna, przesył energii elektrycznej niskiego napięcia nie jest ekonomiczny.

Moc elektryczna jest proporcjonalna do iloczynu natężenia prądu i napięcia systemu. Aby przesłać określoną moc elektryczną z jednego miejsca do drugiego, jeśli napięcie tej mocy zostanie zwiększone, to powiązane z nią natężenie prądu spadnie. Zmniejszenie natężenia prądu oznacza mniejsze straty I2R w systemie, mniejszą przekrój poprzeczny przewodnika oznacza mniejsze zaangażowanie kapitałowe, a zmniejszenie prądu poprawia regulację napięcia systemu przesyłowego, co oznacza lepszą jakość energii. Ze względu na te trzy powody energia elektryczna jest przede wszystkim przesyłana na wysokim poziomie napięcia.

Ponownie, na końcu dystrybucji, dla efektywnej dystrybucji przesłanej mocy, jest ona obniżana do żądanego niskiego poziomu napięcia.

Można więc stwierdzić, że najpierw energia elektryczna jest generowana na niskim poziomie napięcia, a następnie jest podnoszona do wysokiego napięcia w celu efektywnego przesyłania energii elektrycznej. Na końcu, w celu dystrybucji energii elektrycznej lub mocy do różnych konsumentów, jest ona obniżana do żądanego niskiego poziomu napięcia.